(57)【要約】【課題】磁性発振素子を利用した高感度の磁気センサを提供する。【解決手段】第１の磁気共鳴層と、第２の磁気共鳴層と、前記第１の磁気共鳴層と前記第２の磁気共鳴層との間に挟まれた非磁性層と、前記第１および第２の磁気共鳴層ならびに前記非磁性層の膜面に対して垂直に電流を通電する一対の電極を有する磁性発振素子と、電流の通電によって生じる前記第１および第２の磁気共鳴層のうち少なくとも一方の磁化の歳差運動に起因して前記磁性発振素子の両端に発生する高周波発振電圧の振幅、位相または発振周波数の外部磁場による変化をモニターするモニター手段とを有することを特徴とする磁気センサ。【選択図】      図１
2006286093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁気共鳴層と、第２の磁気共鳴層と、前記第１の磁気共鳴層と前記第２の磁気共鳴層との間に挟まれた非磁性層と、前記第１および第２の磁気共鳴層ならびに前記非磁性層の膜面に対して垂直に電流を通電する一対の電極を有する磁性発振素子と、
電流の通電によって生じる前記第１および第２の磁気共鳴層のうち少なくとも一方の磁化の歳差運動に起因して前記磁性発振素子の両端に発生する高周波発振電圧の振幅、位相または発振周波数の外部磁場による変化をモニターするモニター手段と
を有することを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第１および第２の磁気共鳴層は、面内磁気異方性を有する強磁性層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性発振素子。
【請求項３】
前記第１および第２の磁気共鳴層は、垂直磁気異方性を有する強磁性層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性発振素子。
【請求項４】
前記第１および第２の磁気共鳴層は、面内磁気異方性を有する強磁性層と、垂直磁気異方性を有する強磁性層と形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性発振素子。
【請求項５】
前記第１および第２の磁気共鳴層のうち少なくとも一方は、複数の強磁性層と非磁性中間層とを交互に積層した反強磁性結合層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性発振素子。
【請求項６】
前記第１の磁気共鳴層と前記第２の磁気共鳴層との間に挟まれた非磁性層は、非磁性金属層または絶縁層であることを特徴とする請求項１に記載の磁性発振素子。
【請求項７】
前記モニター手段は、前記磁性発振素子の両端に発生する高周波発振電圧の高周波成分を通過させる高周波フィルタと、積分回路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項８】
さらに、前記磁性発振素子と前記高周波フィルタとの間に、前記磁性発振素子の出力端に接続されたゲートが接続された電界効果トランジスタを有することを特徴とする請求項７に記載の磁気センサ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の磁気センサを含む磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを有することを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサ、およびこの磁気センサを含む磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用したＧＭＲヘッドの登場以来、磁気記録の記録密度は顕著な増加率を示している。ＧＭＲ素子は、強磁性層／非磁性層／強磁性層のサンドイッチ構造の積層膜（いわゆるスピンバルブ膜）を含む。ＧＭＲ素子は、一方の強磁性層に交換バイアスを及ぼして磁化を固定し、他方の強磁性層の磁化方向を外部磁界により変化させ、２つの強磁性層の磁化方向の相対角度の変化を抵抗値の変化として検出する。これまでに、スピンバルブ膜の膜面に電流を流して抵抗変化を検出するＣＩＰ−ＧＭＲ素子と、スピンバルブ膜の膜面に垂直に電流を流して抵抗変化を検出するＣＰＰ−ＧＭＲ素子が開発されている。ＣＩＰ−ＧＭＲ素子およびＣＰＰ−ＧＭＲ素子はいずれも数％程度の磁気抵抗比（ＭＲ比）を得ることができ、２００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2程度の記録密度まで対応可能であろうと考えられている。
【０００３】
より高密度な磁気記録に対応するために、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）を利用したＴＭＲ素子の開発が進められている。ＴＭＲ素子は強磁性層／絶縁体／強磁性層の積層膜を含み、強磁性層間に電圧を印加しトンネル電流を流す。ＴＭＲ素子は、トンネル電流の大きさが上下の強磁性層の磁化の向きによって変化することを利用し、磁化の相対的角度の変化をトンネル抵抗値の変化として検出する。ＴＭＲ素子は、最大で５０％程度のＭＲ比を得ることができる。ＴＭＲ素子は、ＧＭＲ素子よりもＭＲ比が大きいため、信号電圧も大きくなる。しかし、ＴＭＲ素子では、純粋な信号成分だけでなくショットノイズによる雑音成分も大きくなり、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）がよくならないという問題がある。ショットノイズは、電子がトンネル障壁を不規則に通過することによって発生する電流の揺らぎに起因しており、トンネル抵抗の平方根に比例して増大する。ショットノイズを抑えて必要な信号電圧を得るには、トンネル絶縁層を薄くし、トンネル抵抗を低抵抗化する必要がある。記録密度を高密度化するほど、素子サイズを記録ビットと同程度のサイズに小さくする必要があるため、トンネル絶縁層の接合抵抗を小さく、つまり、絶縁層を薄くする必要がある。３００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2の記録密度では接合抵抗を１Ω・ｃｍ2以下にすることが必要とされ、Ａｌ−Ｏ（アルミニウム酸化膜）トンネル絶縁層の膜厚に換算すると原子２層分の厚さのトンネル絶縁層を形成しなければならない。トンネル絶縁層を薄くするほど上下電極間の短絡が生じやすくＭＲ比の低下を招くため、素子の作製は飛躍的に困難になっていく。以上の理由によって、ＴＭＲ素子で対応可能な記録密度の限界は３００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2程度であろうと見積もられている。
【０００４】
上記の素子はいずれも広い意味での磁気抵抗効果（ＭＲ効果）を利用している。近年、これらのＭＲ素子に共通して磁気的白色雑音（ホワイトノイズ）が問題になってきている。この雑音は、上述したショットノイズなどの電気的ノイズとは異なり、微小磁化の熱ゆらぎに起因して生じる。このため、ＭＲ素子の微細化に伴ってより支配的となり、２００〜３００Ｇｂｐｓｉ対応の素子では電気的雑音よりも顕著になると考えられている。磁気的白色雑音を回避し、磁気記録の記録密度をさらに高めるためには、従来の素子とは異なった原理で動作する磁気センサの開発が必要となっている。
【０００５】
一方、第１の強磁性層／非磁性層／第２の強磁性層の３層構造において、その面に垂直に電流を流したときの磁化の運動を応用する例としてスピン波発振器が提案されている（非特許文献１参照）。第１の強磁性層はある方向に固定された磁化を有し、第２の強磁性層では磁化が自由に回転できる。膜面に垂直に電流を流すことで、電子が第１の強磁性層内を通過する際にスピン偏極し、その偏極電流が第２の強磁性層に注入され、電子のスピンと第２の強磁性層内の磁化とが相互作用しスピン波を励起する。しかし、このようなスピン波発振器を、磁気センサなどに応用する技術は知られていない。
【非特許文献１】Physical Review B. Volume 54, 9353 (1996)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、磁性発振素子を利用した磁気センサ、およびこの磁気センサを有する磁気記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る磁気センサは、第１の磁気共鳴層と、第２の磁気共鳴層と、前記第１の磁気共鳴層と前記第２の磁気共鳴層との間に挟まれた非磁性層と、前記第１および第２の磁気共鳴層ならびに前記非磁性層の膜面に対して垂直に電流を通電する一対の電極を有する磁性発振素子と、電流の通電によって生じる前記第１および第２の磁気共鳴層のうち少なくとも一方の磁化の歳差運動に起因して前記磁性発振素子の両端に発生する高周波発振電圧の振幅、位相または発振周波数の外部磁場による変化をモニターするモニター手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の態様に係る磁気記録再生装置は、上記の磁気センサを含む磁気ヘッドと、磁気記録媒体とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態に係る磁気センサによれば、磁性発振素子の両端に発生する高周波発振電圧の振幅、位相または発振周波数の外部磁場による変化をモニターすることにより、高感度に外部磁場を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。  
まず、本発明の実施形態に係る磁気センサの基本構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る磁気センサの構成図である。この磁気センサは、第１の磁気共鳴層１１、非磁性金属層１２、および第２の磁気共鳴層１３を積層した構造を含む磁性発振素子１０の両端に発生する高周波発振電圧をモニターする手段として、高周波フィルタ５０と、積分回路６０を設けたものである。
【００１１】
磁性発振素子１０は、スピントランスファートルクを利用した発振素子である。図２（ａ）〜（ｈ）に示すように、磁性発振素子１０としては種々のタイプのものを用いることができる。
【００１２】
図２（ａ）の磁性発振素子１０は、第１の磁気共鳴層１１、非磁性金属層１２、および第２の磁気共鳴層１３を積層した構造を含む。図２（ａ）における第１の磁気共鳴層１１および第２の磁気共鳴層１３は面内磁気異方性を有する。第１の磁気共鳴層１１の磁化をＭ１、第２の磁気共鳴層１３の磁化をＭ２とする。この例では、第１の磁気共鳴層１１の磁化Ｍ１は実質的に固着されており、第２の磁気共鳴層１３の磁化Ｍ２は固着されていない。図２（ａ）に示すように、第１の磁気共鳴層１１、非磁性金属層１２、および第２の磁気共鳴層１３の膜面に垂直に電流Ｉを通電すると、実質的に固着された第１の磁気共鳴層１１の磁化Ｍ１による静的なスピントランスファートルクが、非磁性金属層１２を介して、第２の磁気共鳴層１３の磁化Ｍ２に作用し、磁化Ｍ２の歳差運動が励起される。この歳差運動は外部磁場の影響を受けるので、この歳差運動の周波数に関連する高周波電圧の振幅、位相または発振周波数の外部磁場による変化を検出することにより、外部磁場を検出することができる。
【００１３】
図２（ｂ）の磁性発振素子は、第１の磁気共鳴層１１および第２の磁気共鳴層１３のいずれの磁化（Ｍ１、Ｍ２）も固着されていない。これらの２つの磁気共鳴層１１、１３間に働くスピントランスファートルクにより、２つの磁化Ｍ１、Ｍ２に一定の位相差をもつ歳差運動が同時に励起される。このような歳差運動の同時励起を実現するには、第１の磁気共鳴層１１の磁気共鳴周波数をｆ1、第２の磁気共鳴層１３の磁気共鳴周波数をｆ2としたとき、２つの磁気共鳴周波数の差（ｆ2−ｆ1）が第１の磁気共鳴層１１が有する共鳴線幅（共鳴吸収ピークの半値幅）の半分よりも大きく、かつ２つの磁気共鳴周波数の比ｆ2／ｆ1が１．６以下、さらに１．４以下であることが好ましい。２つの磁気共鳴周波数ｆ1、ｆ2がこれらの条件を満たしていないと、歳差運動の同時励起が困難になる。図２（ｂ）の磁性発振素子では、図２（ａ）の磁性発振素子と比較してより低電流で、より安定な発振が得られる。
【００１４】
図２（ｃ）および（ｄ）の磁性発振素子は、第１の磁気共鳴層１１および第２の磁気共鳴層１３として垂直磁化膜を用いたものである。図２（ｃ）では、第１の磁気共鳴層１１の磁化は実質的に固着されており、第２の磁気共鳴層１３の磁化は固着されていない。図２（ｄ）では、第１の磁気共鳴層１１および第２の磁気共鳴層１３のいずれの磁化も固着されていない。図２（ｃ）および（ｄ）の磁性発振素子では、磁化の歳差運動の軌跡が円軌道となるため、膜面内に等方的な振動磁場を発生させることができる。
【００１５】
図２（ｅ）の磁性発振素子は、図２（ｂ）の磁性発振素子において第１の磁気共鳴層１１を垂直磁化膜にした場合に相当する。図２（ｆ）の磁性発振素子は、図２（ｂ）の磁性発振素子において第１の磁気共鳴層１１を強磁性層２１ａ、非磁性金属層２１ｂ、強磁性層２１ａ、非磁性金属層２１ｂおよび強磁性層２１ａを積層した反強磁性結合層とした場合に相当する。図２（ｅ）および（ｆ）の磁性発振素子は、発振周波数の外部磁場依存性が小さい。
【００１６】
図２（ｇ）および（ｈ）の磁性発振素子は、それぞれ、図２（ａ）および（ｂ）の磁性発振素子の非磁性金属層１２を、トンネル絶縁膜２２に代えたものに相当する。図２（ｇ）および（ｈ）の磁性発振素子は、出力電圧を大きくできるという利点をもつ。ただし、後述するように、高周波回路とのインピーダンス整合が悪いため、オンチップＦＥＴ（電界効果トランジスタ）の導入が必要となることが多い。
【００１７】
なお、面内磁気異方性を有する強磁性層で形成された第１および第２の磁気共鳴層のうち少なくとも一方の両端部に一対のバイアス磁性膜を設けてもよい。第１および第２の磁気共鳴層のうち一方を、面内磁気異方性を有する強磁性層と反強磁性層とを積層した交換結合膜で形成してもよい。第１および第２の磁気共鳴層のうち一方を、面内磁気異方性を有する強磁性層、交換バイアス磁場の大きさを調節する非磁性中間層および反強磁性層を積層した交換結合膜で形成してもよい。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｈ）に示したいずれの磁性発振素子を用いた場合でも、たとえば図１の構成により、第１の磁気共鳴層１１および第２の磁気共鳴層１３のうち少なくともいずれか一方の磁化の歳差運動の周波数に関連する高周波発振出力が得られる。この高周波発振出力は、外部磁場に依存して変化する。
【００１９】
たとえば、図３（ａ）のように外部磁場が変化すると、図３（ｂ）に示すように外部磁場に応じて高周波発振電圧の発振周波数および強度が変化する。図３（ｃ）は図３（ｂ）の高周波発振電圧を平滑化した信号電圧を示している。
【００２０】
図４（ａ）に高周波発振電圧のパワースペクトルの一例を示す。たとえば、パワースペクトルは磁気共鳴層の磁気共鳴周波数の２倍の周波数ｆ0＝２ｆresでピークを示す。磁気共鳴層としてＦｅを用いた場合、磁気共鳴周波数ｆresは１０ＧＨｚ程度である。このとき、印加する外部磁場Ｈextを変化させると、ピーク周波数が変化する。また、Ｈextに応じて発振条件が変わるため、その強度も変化する。図４（ａ）では外部磁場をΔＨまたは２ΔＨだけ変化させた場合を示している。パワースペクトルのピーク幅Δｆは磁気共鳴層に用いられている磁性体のギルバートの減衰係数αを用いてΔｆ＝４αｆresと表される。発振電圧の振幅Ｖmagは下記（１）式のように表すことができる。
【数１】
2006286093.tif 000003
【００２１】
ここで、Ｒは素子抵抗、ΔＲ／Ｒは磁気抵抗効果比（ＭＲ比）であり、Δθは２つの磁化のなす最大角度である。電流値およびバイアス磁場を最適化することによりΔθ／１８０は０．３〜０．５程度にすることができるので、大きな電圧振幅が得られる。
【００２２】
たとえば図２（ａ）または（ｂ）に示した磁性発振素子において、Ｒ＝５０Ω、ＭＲ比＝１０％、Δθ／１８０＝０．５の場合、電流Ｉ＝１ｍＡを通電したときの発振電圧の振幅Ｖmagは約１．２５ｍＶとなる。
【００２３】
図３（ｂ）の発振電圧から図３（ｃ）の信号電圧を取り出すには検波器を必要とせず、たとえば適当な時定数をもつ積分回路を用いればよい。
【００２４】
図３（ｂ）および図４（ａ）に示したように、外部磁場により発振周波数が変化するので、信号強度を増すために、バンドパスフィルタなどの高周波フィルタを併用することが有効である。たとえば、図４（ｂ）に示したような透過率特性を示すバンドパスフィルタを用いることにより、図５（ａ）（図３（ｂ）に相当する）に示した発振電圧から、図５（ｂ）のように高周波成分を相対的に増大させた出力電圧を得ることができる。
【００２５】
本発明の実施形態に係る磁性発振素子には、ジョンソン雑音、ショット雑音などの電子流のゆらぎに伴う電気的雑音が生じる。これらの電気的雑音νelは一般的に下記（２）式で表されることが知られている。
【数２】
2006286093.tif 000004
【００２６】
この電気的雑音は周波数に依存しない白色雑音である。印加電圧Ｖが、ｅＶ＜＜２ｋＴ＝５０ｍＶの場合にはジョンソン雑音の表式に一致し、逆にｅＶ＞＞２ｋＴの場合にはショット雑音の表式に一致する。Δｆはバンド幅であり、図４（ａ）に示した発振スペクトルのピーク幅と同じにとることができる。
【００２７】
本発明の実施形態に係る磁気センサでは、磁化の歳差運動の外部磁場による変化を信号として利用するが、外部磁場に依存しない（２）式の電気的雑音はＳ／Ｎ比を劣化させる要因となる。図２（ａ）または（ｂ）に示した磁性発振素子を用いた場合、（２）式の雑音を用いて計算された磁気センサのＳ／Ｎ比は２０〜３０（２６〜３０ｄＢ）程度である。
【００２８】
上述したように、図２（ｇ）または（ｈ）に示したトンネル絶縁層２２を有する磁性発振素子を用いた場合には、高周波回路とのインピーダンス整合が悪いため、オンチップＦＥＴを導入することが好ましい。図６に、オンチップＦＥＴを含む磁気センサの構成図を示す。この磁気センサは、第１の磁気共鳴層１１、トンネル絶縁層２２、および第２の磁気共鳴層１３を積層した構造を含む磁性発振素子１０の両端に発生する高周波発振電圧をモニターするように、ＦＥＴ４０、高周波フィルタ５０と、積分回路６０を設けたものである。図６では、磁性発振素子１０の出力端がインピーダンスの低い伝送線を介することなく直接的に入力抵抗の高いＦＥＴ４０のゲートに接続されている。図中のキャパシタンスＣ（＝１ｆＦ）はＦＥＴ４０のゲートキャパシタンスを示している。図２（ｇ）または（ｈ）に示すトンネル絶縁層２２を有する磁性発振素子において、Ｒ＝１ｋΩ、ＭＲ比＝２０％、Δθ／１８０＝０．５の場合、電流Ｉ＝０．１ｍＡを通電したときの発振電圧の振幅Ｖmagは約５ｍＶとなる。この振幅値は、上述した図２（ａ）または（ｂ）の磁性発振素子を用いた磁気センサの場合と比較して増大している。しかし、この磁気センサは高抵抗であるため、Ｓ／Ｎ比は低減せず、２０〜３０（２６〜３０ｄＢ）程度のままである。
【００２９】
本発明の実施形態に係る磁気センサにおけるモニター手段は、電流の通電によって生じる第１および第２の磁気共鳴層１１、１３のうち少なくとも一方の磁化の歳差運動に起因して、磁性発振素子１０の両端に発生する高周波発振電圧の振幅、位相または発振周波数をモニターすることができるものであれば、図１または図６に示したものに限定されない。たとえば、高周波フィルタ５０の代わりに狭帯域増幅器を用いてもよいし、積分回路６０を配線の浮遊容量で代替することもできる。
【００３０】
本発明の実施形態に係る磁気センサを磁気ヘッドとして組み込んだ磁気記録再生装置では、記録媒体に書き込まれた情報を、図７に模式的に示したような信号として再生することができる。
【００３１】
本発明の実施形態に係る磁気センサによれば、その動作原理から明らかなように、磁性発振素子の面積が減少しても感度およびＳ／Ｎ比が低減しない。したがって、この磁気センサを読み取り用磁気ヘッドに応用した場合、数１００Ｇｂｐｓｉから１Ｔｂｐｓｉを超える超高密度記録への対応も期待できる。
【実施例】
【００３２】
実施例１
本実施例では、磁性発振素子を作製して、その発振特性を測定した結果について説明する。図８（ａ）に本実施例で作製した磁性発振素子を含むコプレナガイドの平面図、図８（ｂ）に図８（ａ）の断面図、図８（ｃ）に図８（ｂ）の磁性発振素子部の詳細な断面図を示す。このコプレナガイドは、サファイア基板（図示せず）上に金属薄膜をスパッタリングにより成膜し、電子線リソグラフィーにより加工することにより作製した。
【００３３】
図８（ａ）および（ｂ）に示すように、１００μｍの間隔を隔てて形成された２つのグランドプレート１０１、１０１の端部は幅５μｍ、厚さ１００ｎｍのＲｕ層１０２で接続されている。Ｒｕ層１０２上には、磁性発振素子１０、厚さ１００ｎｍのＡｕ層１０３、および導波路１０４が形成されている。図８（ｃ）に示すように、磁性発振素子部は、厚さ１００ｎｍのＲｕ層１０２、厚さ２ｎｍのＣｏからなる第１の磁気発振層１１、厚さ５ｎｍのＣｕからなる非磁性金属層１２、厚さ３ｎｍのＣｏからなる第２の磁気発振層１３、厚さ１０ｎｍのＣｕ層１４、および厚さ１００ｎｍのＡｕ層１０３が積層されている。接合面積は１２０×８０ｎｍ2とした。Ｃｏの成膜を約１０００Ｏｅの磁場印加の下で行うことにより、第１および第２の磁気発振層１１、１３に一軸磁気異方性を付与した。この磁性発振素子の素子抵抗Ｒは４０Ω、ＭＲ比（ΔＲ／Ｒ）は約４．８％であった。
【００３４】
図９に、磁性発振素子の発振パワースペクトルの測定系を示す。磁性発振素子１０からの高周波発振を伝送する導波路１０４（特性インピーダンス５０Ω）に、プローバ１１１を介してバイアスティー１１２を接続し、バイアスティー１１２の出力端に増幅器１１３の入力端を接続し、増幅器１１３の出力端にスペクトルアナライザー１１４を接続している。また、バイアスティー１１２には電圧源１１５および電流源１１６を接続している。
【００３５】
磁性発振素子１０の面内の磁化容易軸方向に沿って外部磁場Ｈを印加し、バイアスティー１１２を介して磁性発振素子１０に１．５ｍＡの電流を流し、高周波発振電圧のパワースペクトルを測定した。
【００３６】
図１０にパワースペクトルの測定結果を示す。実線（ａ）は１００Ｏｅの外部磁場を印加したときのスペクトル、点線（ｂ）は４０Ｏｅの外部磁場を印加したときのスペクトルである。図１０から、外部磁場が６０Ｏｅ減少すると、スペクトルの強度が約１／２に減少し、ピークが約０．２ＧＨｚシフトすることがわかる。スペクトルのピーク幅から見積もったギルバートの減衰係数αは約０．０３である。
【００３７】
実施例２
本実施例では信号電圧を測定した結果について説明する。図９の増幅器およびスペクトルアナライザーに代えて、時定数が約１０ｎｓの積分回路を接続した。図１１（ａ）に示したパルス磁場を印加した状態で、出力電圧（信号電圧）をシンクロスコープにより測定した。図１１（ｂ）に信号電圧の測定結果を示す。図１１（ｂ）に示したように、振幅０．５ｍＶの信号が得られた。
【００３８】
実施例３
本実施例ではさらにバンドパスフィルタを導入して信号電圧を測定した結果について説明する。実施例２で用いた測定系のバイアスティーと積分回路との間に、最大透過率９８％、中心周波数１１．９ＧＨｚ、半値幅０．５ＧＨｚのガウス型バンドパスフィルタを挿入した。実施例２と同様に、図１２（ａ）に示したパルス磁場を印加した状態で、出力電圧（信号電圧）をシンクロスコープにより測定した。図１２（ｂ）に信号電圧の測定結果を示す。図１２（ｂ）に示したように、振幅が約１ｍＶに増大したことがわかる。
【００３９】
次に、図１３に本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置１５０の斜視図を示す。磁気ディスク（磁気記録媒体）１５１は、スピンドル１５２に装着されスピンドルモータにより矢印Ａの方向に回転される。磁気ディスク１５１の近傍に設けられたピボット１５３には、アクチュエータアーム１５４が保持されている。アクチュエータアーム１５４の先端にはサスペンション１５５が取り付けられている。サスペンション１５５の下面にはヘッドスライダ１５６が支持されている。ヘッドスライダ１５３には、上で説明した磁気センサを含む磁気ヘッドが搭載されている。アクチュエータアーム１５４の基端部にはボイスコイルモータ１５７が形成されている。
【００４０】
磁気ディスク１５１を回転させ、ボイスコイルモータ１５７によりアクチュエータアーム１５４を回動させてヘッドスライダ１５６を磁気ディスク１５１上にロードすると、磁気ヘッドを搭載したヘッドスライダ１５６の媒体対向面（ＡＢＳ）が磁気ディスク１５１の表面から所定の浮上量をもって保持される。この状態で、上述したような原理に基づいて、磁気ディスク１５１に記録された情報を読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気センサの構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る磁性発振素子の例を示す断面図。
【図３】外部磁場、高周波発振電圧および信号電圧の時間変化を示す図。
【図４】高周波発振電圧のパワースペクトルの一例を示す図、バンドパスフィルタの透過率特性の一例を示す図。
【図５】高周波発振電圧および信号電圧の時間変化を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るオンチップＦＥＴを含む磁気センサの構成図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る磁気記録再生装置による再生信号を示す図。
【図８】実施例１で作製した磁性発振素子を含むコプレナガイドの平面図、断面図、および磁性発振素子部の詳細な断面図。
【図９】実施例１における磁性発振素子の発振パワースペクトルの測定系を示す構成図。
【図１０】実施例１におけるパワースペクトルの測定結果を示す図。
【図１１】実施例２において印加したパルス磁場と、信号電圧の測定結果を示す図。
【図１２】実施例３において印加したパルス磁場と、信号電圧の測定結果を示す図。
【図１３】本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置の斜視図。
【符号の説明】
【００４２】
１０…磁性発振素子、１１…第１の磁気共鳴層、１２…非磁性金属層、１３…第２の磁気共鳴層、２２…トンネル絶縁層、４０…ＦＥＴ、５０…高周波フィルタ、６０…積分回路、１０１…グランドプレート、１０２…Ｒｕ層、１０３…Ａｕ層、１０４…導波路、１１１…プローバ、１１２…バイアスティー、１１３…増幅器、１１４…スペクトルアナライザー、１１５…電圧源、１１６…電流源、１５０…磁気記録再生装置、１５１…磁気ディスク、１５２…スピンドル、１５３…ピボット、１５４…アクチュエータアーム、１５５…サスペンション、１５６…ヘッドスライダ、１５７…ボイスコイルモータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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